镁合金微弧氧化技术的研究现状

微弧氧化技术是一种针对铝、钛、镁等阀金属及其合金进行表面陶瓷化的新技术。介绍了微弧氧化技术的原理、电解液体系及存在的问题,并对将来的发展趋势做了展望。     

镁合金微弧氧化膜的制备工艺研究

采用微弧氧化装置制备微弧氧化膜,并研究了向电解液中添加稀土盐直接微弧氧化与在稀土盐溶液中浸泡后再微弧氧化的区别。结果表明:向电解液中添加稀土盐直接微弧氧化得到的微弧氧化膜表观较差,且电解液放置一段时间后失效;而在稀土盐溶液中浸泡后再微弧氧化得到的微弧氧化膜表观较好,有效地提高了材料的性能,且电解液可以重复利用。     

镁合金微弧氧化涂层腐蚀速率的数学模型研究

为了研究AZ31镁合金微弧氧化(MAO)涂层腐蚀速率的数学模型,选取不同的过程参数(包括脉冲频率、电压、氧化时间和电解液浓度),采用微弧氧化技术和磷酸三钠电解液体系,在镁合金基体上制备了耐蚀涂层。研究了不同脉冲频率下制备的MAO涂层在仿生体液中浸泡1、5和7 d后的极化曲线,测试了不同条件下制备的镁合金MAO涂层在浸泡不同时间后的腐蚀电流密度,对不同微弧氧化过程参数及浸泡时间进行了主成分分析,建立了腐蚀速率的数学模型。结果表明,MAO涂层的腐蚀电流密度小于镁合金基体,脉冲频率对腐蚀速率起主导作用。将不同过程参数下制备的镁合金MAO涂层在仿生体液中浸泡24 h,利用Tafel曲线拟合得到的腐蚀电流密度与由回归方程计算所得的模拟电流密度相比,相对误差小于5%,而且其多元评定系数为0.902 1,表明所建立的回归方程能可靠地用来模拟不同参数下制备的镁合金MAO涂层在浸泡不同时间下的腐蚀电流密度,为预测和控制镁及镁合金MAO涂层的腐蚀速率提供指导。     

镁合金微弧氧化膜的制备及性能研究

通过单因素试验对微弧氧化电解液的配方进行优化,并对微弧氧化膜的性能进行分析。得到的最佳工艺条件为:Na_2SiO_3 20g/L,Na_2B_4O_7 30g/L,NaOH 30g/L,氧化时间20min。向电解液中加入醋酸镍后,得到深灰色的、光滑致密的微弧氧化膜,膜层较厚且耐蚀性较好。     

镁合金微弧氧化膜的制备及其性能研究

通过对微弧氧化电解液进行优化,得出了最佳配方,并对微弧氧化膜的性能进行了测试。镁合金微弧氧化的最佳工艺条件为:Na_2SiO_320g/L,Na_2B_4O_730g/L,NaOH 30g/L,氧化时间20min。向电解液中加入醋酸镍后,生成含有Ni_2SiO_4的深灰色微弧氧化膜,该膜层较厚且耐蚀性进一步提高。微弧氧化膜表面光滑、致密,但存在少量的微孔和裂纹。微弧氧化膜的主要成分为MgO、Mg_2SiO_4、Ni_2SiO_4和SiO_2,微弧氧化处理显著提高了镁合金基体的耐蚀性。     

不同电解液中镁合金微弧氧化膜生长过程及腐蚀防护性能

对AZ31镁合金在3种电解液(NaAlO2,Na2SiO3,Na3PO4)中进行微弧氧化处理,采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析了不同电解液体系下微弧氧化膜的表面和截面形貌及其元素分布情况,采用X射线衍射分析了微弧氧化膜生长过程中物相组成的变化情况,利用电动位极化、电化学阻抗和析氢测试比较了不同电解液体系中制备的相同...     

镁合金淡黄色微弧氧化膜的制备及性能研究

在镁合金表面制备了淡黄色微弧氧化膜,并对其耐蚀性进行了研究。结果表明:与镁合金基体相比,微弧氧化膜的点滴时间更长,自腐蚀电位更正,自腐蚀电流密度更小。这说明经过微弧氧化处理后镁合金的耐蚀性明显提高。微弧氧化膜表面平整、均匀,结合力较好。XRD分析结果显示,微弧氧化膜的组成主要为MgO、Mg_2SiO_4和Mg。     

四硼酸钠对AZ91D镁合金微弧氧化膜特性的影响

利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金基体上制备了一系列陶瓷膜层。利用扫描电镜、膜层测厚仪、超景深光学显微镜分别研究了陶瓷膜层的微观形貌特征、厚度及表面粗糙度;采用交流阻抗谱测试了膜层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,四硼酸钠质量浓度的变化对微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压影响不大,适量的四硼酸钠可以稳定微弧氧化过程的控制电压;随着四硼酸钠质量浓度的增加,微弧氧化膜层的厚度先增加后降低,膜层表面粗糙度随着四硼酸钠质量浓度的增加呈先增加后降低的变化趋势;当四硼酸钠质量浓度为3g/L时,膜层较致密,表现出良好的耐蚀性能。     

温度对镁合金微弧氧化膜在乙二醇水溶液中腐蚀行为的影响

在硅酸盐溶液中,利用微弧氧化(MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了氧化陶瓷膜。采用动电位极化和电化学阻抗谱的方法,研究AZ91D微弧氧化镁合金微弧氧化膜在含有NaCl的乙二醇水溶液中在不同温度的腐蚀行为,并用扫描电子显微镜观察了试样腐蚀前后的表面形貌。结果表明：随温度的升高,微弧氧化膜上的乙二醇分子逐步解析,氯离子代替乙二醇分子吸附至MAO膜层表面而导致腐蚀产生。     

镁合金微弧氧化工艺的研究

对镁合金进行微弧氧化处理。研究了硅酸钠、氟化钠和微弧氧化时间对微弧氧化膜耐蚀性的影响,并通过正交试验得出最佳的微弧氧化工艺配方为:硅酸钠20g/L,氟化钠10g/L,微弧氧化时间20min。     

镁合金微弧氧化电解液组成对膜性能的影响

详细综述微弧氧化电解液中主要成分、添加剂及在电解液中加入纳米微粒对镁合金表面形成的陶瓷膜层性能的影响.此外还介绍了几种能获得性能优异陶瓷膜的电解液最佳组成,并对微弧氧化技术存在的问题和发展趋势进行了探讨.     

AZ41镁合金黑色微弧氧化陶瓷层的显色、摩擦学和腐蚀特性

在含铜盐添加剂的硅酸钠系电解液中,采用微弧氧化(MAO)技术在AZ41镁合金表面原位生长MAO黑色陶瓷层。对黑色MAO陶瓷层的组成、表面形貌、颜色特征、耐腐蚀性以及摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:制备的深色MAO陶瓷层的灰度值为48,表观颜色为黑色;深色膜层中含有Mg和Cu的氧化物,其中Cu的氧化物在黑色膜中起主要着色作用,并且MAO陶瓷层表面的大量微孔对光起到强烈的散射、吸收作用。黑色MAO陶瓷层的高阻抗和高硬度可有效提高AZ41镁合金的耐蚀和耐磨损性能,在3.5%(质量分数)Na Cl水溶液中的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别比AZ41镁合金高0.39 V和低4个数量级。与Si C球对磨时,黑色陶瓷层对磨副的摩擦因数为0.62,大于AZ41镁合金的0.51,但磨损质量损失速率仅为AZ41镁合金的12.5%。     

铝-锰合金镀层的微弧氧化研究

在钢铁基体上采用熔盐电镀的方法获得铝-锰合金镀层,对镀层进行微弧氧化后制得铝-锰陶瓷膜。研究了不同质量浓度的硅酸钠电解液对铝-锰陶瓷膜厚度和硬度的影响;测定了相应质量浓度下的塔菲尔极化曲线,以此评价铝-锰陶瓷膜的耐蚀性;通过扫描电镜观察铝-锰陶瓷膜的微观形貌。     

铝锂合金微弧氧化陶瓷膜层特性的研究

采用先恒流、后恒压的微弧氧化方法,在铝锂合金(添加微量稀土元素Ce)表面制备陶瓷化膜层.研究了氧化时间和脉冲频率对膜层生长过程和表面形貌的影响.结果表明:膜层厚度随着反应时间的延长而增加,在更高频率的高能脉冲作用下(＞600 Hz)生长速率更快;膜层表面多孔、起伏不平,延长反应时间或提高脉冲频率会导致烧蚀留下的坑洞变大,表面粗糙度亦随之增大;膜层与基体结合良好,由内部致密层和外部疏松层组成,总厚度可达50 μm;EDS分析表明,膜层由Al、O、Si构成,Si元素的摄入认为是NaOH-Na2SiO3电解液体系中的SiO32-参与反应进入膜层.     

AZ31B镁合金微弧氧化膜复合封孔工艺的研究

对AZ31B镁合金微弧氧化膜复合封孔工艺进行了研究。采用扫描电子显微镜观察了微弧氧化膜的表面形貌,采用X射线衍射仪分析了微弧氧化膜的结构,并采用电化学工作站测试了微弧氧化膜的极化曲线。通过实验得到最佳的微弧氧化电参数为:电流密度3 A/dm²,脉宽100μs,频率800～1 100 Hz。另外,采用质量分数为10%的硅烷溶液-质量浓度为20 g/L的PTFE悬浮液进行复合封孔后,得到的微弧氧化膜的耐蚀性好。     

2090铝-锂合金微弧氧化陶瓷膜层特性的研究

在NaOH-Na2SiO3溶液中采用先恒流后恒压的微弧氧化工艺,可在2090A1-Li合金表面制备陶瓷化膜层.研究了微孤氧化反应时间和微弧氧化电源脉冲频率对陶瓷膜层生长过程和膜层形貌的影响.研究结果表明:氧化膜层的厚度随着反应时间的延长而增加,在更高频率电脉冲作用下(600H2),膜层的生长速率更快,但是膜层表面烧蚀坑大,表面粗糙,陶瓷膜与基体结合良好.膜层由内部致密层和外部疏松层组成.对膜层的元素分析结果表明:外层由Si、Al、0构成,而内层Si含量减少.